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Une introduction au module de refroidissement thermoélectrique

Une introduction au module de refroidissement thermoélectrique

 

La technologie thermoélectrique est une technique de gestion thermique active basée sur l'effet Peltier.Découvert par JCA Peltier en 1834, ce phénomène implique le chauffage ou le refroidissement de la jonction de deux matériaux thermoélectriques (bismuth et tellurure) en faisant passer du courant à travers la jonction.Pendant le fonctionnement, un courant continu circule à travers le module TEC, provoquant un transfert de chaleur d'un côté à l'autre.Créer un côté froid et chaud.Si le sens du courant est inversé, les côtés froid et chaud sont inversés.Sa puissance de refroidissement peut également être ajustée en modifiant son courant de fonctionnement.Un refroidisseur typique à un étage (Figure 1) se compose de deux plaques en céramique avec un matériau semi-conducteur de type p et n (bismuth, tellurure) entre les plaques en céramique.Les éléments en matériau semi-conducteur sont connectés électriquement en série et thermiquement en parallèle.

Le module de refroidissement thermoélectrique, le dispositif Peltier et les modules TEC peuvent être considérés comme un type de pompe à énergie thermique à semi-conducteurs et, en raison de son poids réel, de sa taille et de sa vitesse de réaction, il est très approprié pour être utilisé dans le cadre du refroidissement intégré. systèmes (en raison du manque d’espace).Avec des avantages tels qu'un fonctionnement silencieux, une incassabilité, une résistance aux chocs, une durée de vie plus longue et un entretien facile, le module de refroidissement thermoélectrique moderne, le dispositif Peltier, les modules TEC ont une large gamme d'applications dans les domaines des équipements militaires, de l'aviation, de l'aérospatiale, du traitement médical, des épidémies. prévention, appareils expérimentaux, produits de consommation (refroidisseur d'eau, refroidisseur de voiture, réfrigérateur d'hôtel, refroidisseur de vin, mini refroidisseur personnel, coussin de sommeil frais et chauffant, etc.).

Aujourd'hui, en raison de son faible poids, de sa petite taille ou de sa capacité et de son faible coût, le refroidissement thermoélectrique est largement utilisé dans les équipements médicaux et pharmaceutiques, l'aviation, l'aérospatiale, l'armée, les systèmes de spectrocopie et les produits commerciaux(tels que les distributeurs d'eau chaude et froide, les réfrigérateurs portables, refroidisseur de voiture et ainsi de suite)

Paramètres

I

Courant de fonctionnement du module TEC (en ampères)

Imaximum

Courant de fonctionnement qui fait la différence de température maximale △Tmaximum(en ampères)

Qc

Quantité de chaleur pouvant être absorbée par la face froide du TEC (en watts)

Qmaximum

Quantité maximale de chaleur pouvant être absorbée du côté froid.Cela se produit à I = Imaximumet lorsque Delta T = 0. (en Watts)

Tchaud

Température de la face latérale chaude lorsque le module TEC fonctionne (en °C)

Tfroid

Température de la face froide lorsque le module TEC fonctionne (en °C)

T

Différence de température entre le côté chaud (Th) et le côté froid (Tc).Delta T = Th-Tc(en °C)

Tmaximum

Différence de température maximale qu'un module TEC peut atteindre entre le côté chaud (Th) et le côté froid (Tc).Cela se produit (capacité de refroidissement maximale) à I = Imaximumet Qc= 0. (en °C)

Umaximum

Alimentation en tension à I = Imaximum(en Volts)

ε

Efficacité de refroidissement du module TEC (%)

α

Coefficient Seebeck du matériau thermoélectrique (V/°C)

σ

Coefficient électrique du matériau thermoélectrique (1/cm·ohm)

κ

Thermoconductivité du matériau thermoélectrique (W/CM·°C)

N

Nombre d'éléments thermoélectriques

Iεmaximum

Courant appliqué lorsque la température du côté chaud et de l'ancien côté du module TEC est une valeur spécifiée et qu'il nécessite d'obtenir l'efficacité maximale (en ampères).

Introduction des formules d'application au module TEC

Qc= 2N[α(Tc+273)-LI²/2σS-κs/Lx(Th-Tc) ]

△T= [ Iα(Tc+273)-LI/²2σS] / (κS/L + I α]

U = 2 N [ IL /σS +α(Th-Tc)]

ε = Qc/UI

Qh=Qc+ UI

△Tmaximum=Th+ 273 + κ/σα² x [ 1-√2σα²/κx (Th+273) + 1]

Imaximum =κS/ Lαx [√2σα²/κx (Th+273) + 1-1]

Iεmaximum =ασS (Th-Tc) / L (√1+0,5σα²(546+ Th-Tc)/κ-1)

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